Enseñando Ciencia de Calidad a través de la Indagación
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Revista Iberoamericana de Producción Académica y Gestión Educativa ISSN 2007 - 8412
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Publicación # 02 Enero – Junio 2015 PAG
Enseñando Ciencia de Calidad a través de la Indagación
Quality Teaching Science through Inquiry
Isabel López Zamora Universidad Veracruzana, México [email protected]
Resumen
El presente estudio muestra los beneficios de la enseñanza de la ciencia basada en la
indagación, y presenta las evidencias de una docencia instruccional de la ciencia que
promueve el desarrollo de habilidades de aprendizaje vinculadas a la investigación en el
campo de la ecología de la invasión con el respaldo tecnológico de la plataforma educativa
institucional Eminus. La investigación involucra la adopción de la enseñanza basada en la
indagación para promover el aprendizaje de la ciencia e incrementar el interés de los
estudiantes por la investigación. Las evidencias indican que esta metodología es una
buena inversión educativa permanente cuya implementación resulta fácil para cualquier
actividad de investigación en los diferentes campos del saber. Se presenta información
sobre la práctica reflexiva del curso de ciencias ofertado para conocer el desarrollo de las
competencias y explorar el aprendizaje de los diferentes contenidos, temáticas y
preguntas de investigación sobre la ecología de la invasión. Se espera que esta
investigación sirva como elemento inspirador en la labor de otros docentes interesados en
desarrollar y promover el aprendizaje basado en la indagación y enriquecer la formación
académica del estudiante.
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Abstract
The present study shows the benefits of teaching inquiry-based science, and presents
evidence of an instructional teaching of science that promotes the development of
learning skills related to research in the field of ecology of the invasion the technological
support of institutional educational platform Eminus. The research involves the adoption
of inquiry-based teaching to promote science learning and increase student interest in
research. Evidence indicates that this methodology is a good permanent educational
investment whose implementation is easy for any research in different fields of
knowledge. information on reflective practice of science course offered to meet the
development of skills and explore different learning contents, themes and research
questions about the ecology of the invasion is presented. It is hoped that this research will
serve as inspiring element in the work of other teachers interested in developing and
promoting inquiry-based training and enrich student academic learning.
Palabras Clave / Key words: enseñanza basada en indagación, ecología de la invasión,
práctica reflexiva, competencias, investigación . / inquiry-based teaching, ecology of the
invasion, reflective practice, skills, research
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Antecedente Teórico
¿Qué es la educación en ciencias basada en la indagación?
Las actuales iniciativas en las reformas de la educación en ciencias requieren de cambios
fundamentales en cómo debe enseñarse la ciencia así como también en cómo deben ser
respaldados los profesores para involucrarse en formas alternativas para enseñar ciencia
(Osborne & Dillon, 2008; NRC, 2000a). Una de las estrategias más recientemente
favorecidas en mejorar la enseñanza y aprendizaje de la ciencia en Europa y Norteamérica
consiste en incorporar la educación en ciencias basada en la indagación dentro de cada
uno de los planes y programas de estudios tanto a nivel medio como medio superior
(Lena, 2009; Rocard et al., 2007; NRC, 2000b). Para poder lograrlo, los profesores
necesitan oportunidades para participar de forma activa en una amplia variedad de
experiencias de desarrollo profesional docente que fomenten un entendimiento de la
ciencia y la enseñanza de la ciencia basada en la indagación (Bakkenes et al., 2000; López-
Zamora, 2015). Sin embargo, la experiencia ha mostrado que con frecuencia se
proporcionan soluciones del tipo “una talla le queda a todos” y por lo tanto se falla en
distinguir entre los diferentes estilos y las diferentes necesidades que los profesores
tienen o quizá no se abordan los problemas reales de la vida diaria en el aula de clases
(Liebermann, 2000).
Asimismo, la investigación ha demostrado que el aprendizaje que incluye actividades
basadas en sitios fuera del aula de clases resulta ser muy motivante, no solo para los
estudiantes sino también para el profesor. Declaraciones por parte del sector educativo
de los gobiernos del Reino Unido y de Europa han lanzado programas como es “learning
outside the classroom” para enfatizar este aspecto de la educación en ciencias (Dillon,
2007; Dillon et al., 2006), y han hecho un reconocimiento global del potencial del
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aprendizaje fuera del aula de clases para apoyar la implementación de métodos para la
educación en ciencias basada en la indagación a gran escala (Rocard et al., 2007; NRC
2000a).
Para facilitar el aprendizaje basado en la indagación, se necesita percibir la progresión
desde la enseñanza de la ciencia como una actividad que se interesa principalmente en la
acumulación de conocimiento intercambiable a la apreciación del aprendizaje de la ciencia
como un proceso de construcción y adquisición de conocimiento centrado en el
estudiante. Esta postura resembla la indagación científica, que se caracteriza como una
actividad multifacética que involucra el realizar observaciones, plantear preguntas,
examinar diversas fuentes de información, planear investigaciones, revisar lo que ya es
conocido a través de la evidencia experimental, utilizar herramientas para acumular,
analizar, e interpretar datos, proponer respuestas, explicaciones y predicciones, y
comunicar los resultados.
La indagación científica requiere la identificación de suposiciones, el uso de pensamiento
crítico y lógico, y la consideración de explicaciones alternativas para encontrar respuestas
a preguntas (NRC, 1995). En el término de indagación, se incluye al menos tres categorías
diferenciadas de actividades de aprendizaje:
Las actividades que realizan los investigadores (el llevar a cabo investigaciones
utilizando métodos científicos),
Cómo aprenden los estudiantes? (indagando de forma activa a través del
razonamiento y la ejecución ejemplificando los procesos utilizados por los
investigadores),
El abordaje instruccional adoptado por el docente (diseñando o utilizando planes y
programas académicos que permitan la vinculación con la investigación).
Por lo tanto, una enseñanza basada en la indagación conduce al estudiante a construir su
propio entendimiento científico de ideas centrales a través de la experiencia directa con
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materiales, recursos diversos, consultas, visitas de expertos, y a mediante la
argumentación y debate entre sí. Todo esto tiene lugar bajo la guía, liderazgo, y función
del profesor como facilitador del curso dentro y fuera del aula de clases.
Aprendizaje fuera del aula de clases.
La investigación educativa es cada vez más clara al señalar que el aprendizaje fuera del
aula de clases está asociado con varios resultados positivos como son un mayor
compromiso en el aprendizaje y niveles más altos en logros académicos (Rickinson et al.,
2004). Asimismo, la investigación sugiere que las salidas de campo bien estructuradas que
incluyen una planeación integral del viaje con profesores, estudiantes, expertos, personal
técnico, e incorporan instrucciones por visita, y hacen uso de las reflexiones post-visita al
sitio están consideradas como elementos que elevan las oportunidades para aprender
(Cox Petersen et al., 2003; Kapelari & Bromley, 2009).
Las visitas locales a jardines botánicos, parques y reservas naturales, así como pequeños
recorridos en las áreas verdes dentro del propio campus, representan fuentes diversas de
conocimiento y desarrollo de habilidades dado que contienen asombrosas y diversas
colecciones de plantas y artículos botánicos, etno-botánicos, y hortícolas. Muchos de
estos sitios están situados en áreas urbanas y esto los hace más accesibles para su visita.
Además, con el incremento en las poblaciones, estos lugares realmente ofrecen ser uno
de los únicos sitios de “aprendizaje fuera del salón de clases” para que los estudiantes
obtengan experiencias de primera fuente en la educación en ciencias basada en la
indagación.
Comunidades de aprendizaje.
Las redes y cuerpos académicos pueden ser una alternativa y una forma más exitosa para
lograr el desarrollo profesional docente a largo plazo. Estas redes proporcionan el espacio
para aprender, discutir e intercambiar conocimiento y para hacer uso del capital social
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que cada miembro individual puede proporcionar. Algunos estudios (Wenger et al., 2002)
han señalado que en una comunidad de práctica docente, el aprendizaje social ocurre tan
pronto como la gente que tiene un interés en común en algún tema o problema colabora
a lo largo de un periodo de tiempo para compartir ideas, encontrar soluciones y construir
innovación. En este proceso, se da una interacción en desarrollo entre un individuo y la
comunidad y esto conduce a un conocimiento compartido del equipo lo que a su vez
ofrece finalmente a todos los miembros la oportunidad de confirmar, interconectarse y
desarrollar su conocimiento profesional. Se recomienda la importancia de tener expertos
en el campo involucrados en el establecimiento de estas comunidades de aprendizaje
porque este grupo de personas realmente respaldaría a todo el grupo para avanzar en sus
procesos de aprendizaje.
Las comunidades de aprendizaje pueden establecerse a diferentes niveles. Los objetivos
en común son los de mejorar las habilidades de enseñanza y aprendizaje, el de compartir
responsabilidad para el crecimiento y desarrollo profesional docente de los colegas y el de
participar en el discurso profesionalmente guiado sobre su propia enseñanza y
aprendizaje. El discurso y las diferentes visiones de los docentes y de los investigadores
que se vinculan a su docencia sirve para mejorar el proceso de reflexión acerca de las
experiencias en el aula de clases y en los sitios fuera del aula de clases, y para expandir sus
horizontes, entendimiento y capacidades.
Práctica Docente Reflexiva
Se espera que una práctica reflexiva respalde a quienes la ejecutan y ayude a establecer
una relación de investigación para su propia práctica, permitiendo actuar tanto en el aula
como en cualquier sitio de aprendizaje fuera del salón de clases, y a facultarlos para poder
actuar como auténticos facilitadores y educadores reflexivos (Schön, 1983). La vinculación
de la labor de docencia con las actividades de investigación facilita esta práctica que ahora
tiene un mayor reconocimiento como una herramienta de propia reflexión que permite
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promover el desarrollo profesional de educadores, profesores e investigadores (Morris &
Parker, 2003; Reid & Dillon, 2004). El enfoque y la adopción de una enseñanza y
aprendizaje basado en la indagación, el conjunto integral de profesores, estudiantes,
expertos, y personal técnico, y las propias instituciones y centros de investigación y
extensión educativa, está estimulado para comprometerse y conectarse en la práctica
reflexiva. Al trasladar esta dinámica a sus propias actividades dentro y fuera del aula de
clases, cursos de superación docente, y a su investigación, los que la ejercen logran más
fácilmente reflejar la realidad, y la eficiencia en los resultados y desempeños de
aprendizaje.
Una breve mirada a la Instrucción docente basada en la indagación
Diseño e Implementación de un curso de ciencia bajo indagación:
La educación en ciencias basada en la indagación dentro del curso se realiza en un
ambiente de aprendizaje único que se crea a partir de la estrecha asociación de la labor
docente y las actividades de investigación del profesor responsable de la oferta del curso.
Es un abordaje educativo multifacético que se construye sobre un rango de conocimiento
y recursos educativos proporcionados por esta relación de colaboración.
La estrategia educativa de la indagación se aplica en el curso basándose en el
entendimiento que la naturaleza de la ciencia no solo se trata de seguir planes de
operación fijos e inalterables los cuales tienen que ser completados un paso después de
otro de forma predefinida. La realidad es que se trata de un proceso creativo pero
comprensible y reproductible para obtener información. El principal fundamento de la
enseñanza y aprendizaje de la ciencia basado en la indagación es el de promover un
modelo del estudiante como un individuo pensante autónomo e independiente, alguien
que sea capaz de enfrentar exitosamente con los diversos aspectos de la ciencia.
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Por lo tanto, a los estudiantes se les debe proporcionar de espacios libres para organizar
sus procesos de aprendizaje individualmente. Al mismo tiempo, ellos también van a
necesitar de la enseñanza de algunos contenidos de ciencia por los profesores, ya que
simplemente no pueden descubrir conocimiento científico sin contar con un nivel básico
de conocimiento científico.
La docencia del curso bajo indagación contribuye a respaldar a profesores, expertos,
educadores de las ciencias de la vida y estudiantes, y a largo plazo ayuda a entender las
diferentes y creativas formas de abordar la ciencia las cuales representan los cimientos del
aprendizaje científico, capacitándolos para experimentar estos acercamientos de primera
fuente. Al utilizar la estrategia de la indagación en la instrucción y aprendizaje de la
ciencia, los participantes y los estudiantes deben ser capaces de desarrollar la habilidad de
examinar críticamente la información que han leído en línea, consultado en diferentes
medios e incluso publicada en revistas especializadas de investigación y educación. De la
misma forma, los estudiantes deben examinar sus propias ideas de forma crítica y
asegurarse tanto como les sea posible, de basarse en evidencias. La práctica de una
docencia bajo indagación también habilita al profesor para adaptarse y adoptar de forma
permanente una educación flexible, auto reflexivo, competente y enfocado en las
necesidades propias y de sus estudiantes.
Enseñanza de la Ecología de la invasión basada en la indagación
El curso contiene 60 horas de sesiones de trabajo teórico-práctico dentro y fuera del aula,
enfocándose a profundidad en la identificación diagnóstica y aspectos de la ecología de las
especies de plantas invasoras aplicando la estrategia de la indagación respaldada con la
ejecución de actividades y proyectos de aprendizaje práctico. Las especies de plantas
invasoras han ido aumentando en número, escapando del control y siendo fácilmente
introducidas tanto de forma deliberada como natural en nuestros ecosistemas,
representan un serio peligro para la conservación de la biodiversidad nativa. Estas
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especies, al llegar a establecerse con gran éxito y de forma muy competitiva gradualmente
son capaces de desplazar y reemplazar a las especies nativas de plantas y animales.
Esta amenaza es reconocida en el mundo científico como la segunda causa global de la
disminución de la diversidad biológica. La educación en ciencias basada en la indagación
juega un papel importante en la generación de capacidad para aplicar la ciencia y
tecnología y lograr un desarrollo sustentable, ya que estimula la curiosidad y fomenta la
capacidad de observación seguida por la habilidad para la resolución y experimentación. A
través del uso del pensamiento crítico y la reflexión, la indagación capacita a los
estudiantes para darle significado a la evidencia obtenida.
Los contenidos educativos del curso bajo indagación se enfocan en los impactos
ecológicos, sociales y económicos que genera la presencia de plantas invasoras sobre la
conservación y diversidad de las especies de plantas nativas como una forma de conectar
al estudiante con esta problemática ambiental global y capacitarlos para tomar las
mejores decisiones a nivel personal y colectivas basándose siempre en evidencias.
Es uno de los principales objetivos del curso bajo indagación el poder visualizar las ideas y
conceptos que se brindan en los contenidos educativos para facilitar su instrucción y el
aprendizaje práctico en el estudiante al inicio de sus actividades y mientras continua su
estancia en el curso. Se crea una auténtica comunidad de práctica reflexiva y aprendizaje
en donde se logra el objetivo de un entendimiento de las necesidades particulares del
curso y sus integrantes al aplicar un programa educativo de ciencias basado en la
indagación, y se encuentra evidencia de objetivos de desempeño y progresión de cada
uno de sus participantes. Se generan diversas preguntas para indagar a nivel individual y
grupal, se intercambian ideas y recursos, se construye sobre el trabajo de cada
participante, y se comparte el conocimiento obtenido no solo entre pares, sino también
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con profesores y expertos invitados a participar en algunas sesiones del curso, a través de
la comunicación en línea vía la plataforma educativa institucional Eminus y durante las
presentaciones grupales al final de cada actividad del proyecto de aprendizaje ejecutado.
La documentación de la oferta del curso ha identificado el poder de atracción y conexión
con el aprendizaje al utilizar un abordaje docente basado en la indagación.
La ejecución inmediata de las diversas actividades y proyectos reales bajo indagación, las
breves visitas locales en áreas verdes dentro y fuera de las instalaciones del campus y la
permanente participación en la plataforma educativa institucional a lo largo de su estancia
en el curso han ido acrecentando el alcance de la enseñanza y aprendizaje de la ciencia
basado en la indagación y su inserción dentro de la práctica docente universitaria. El
resultado de mayor influencia se ha demostrado en la presentación en foros
internacionales sobre investigación y experiencias de innovación educativa, de algunos
resultados preliminares de la adopción de esta estrategia pedagógica en la oferta de este
curso de ciencias.
El potencial de propagación de la práctica de la enseñanza de la ciencia basada en la
indagación en los planes y programas educativos de esta universidad es un avance
gradual, y sigue siendo un reto muy estimulante para todos los docentes interesados.
Algunas Reflexiones sobre los Aspectos del curso trabajados con éxito:
La vinculación de las actividades de investigación con las sesiones y recursos
educativos del curso.
La consulta permanente de la plataforma educativa Eminus (retroalimentación de
cada actividad después de su ejecución y participación en foros de discusión).
Todos los participantes tienen fácil acceso e ilimitado a cada uno de los recursos y
materiales educativos publicados en el menú digital del curso.
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La disponibilidad de ambientes de aprendizaje diversos (in y ex situ) en las sesiones
de clase, dando la oportunidad tanto al profesor como a los estudiantes para discutir
diferentes temáticas, intercambiar ideas, conceptos, ejecutar actividades de investigación
e indagación científica, y compartir experiencias.
Las diferentes actividades de investigación ejecutadas a lo largo del curso pueden
ser evaluadas aplicando los criterios de la educación en ciencias basada en la indagación.
En la tabla1 se presenta una muestra de algunas de las actividades ejecutadas que fueron
evaluadas integrando estos criterios.
Una distribución oportuna del tiempo en cada una de las sesiones de clase,
brindando oportunidad para que los estudiantes sostengan conversaciones
académicamente productivas a su propio ritmo y estilo, lo cual facilita la indagación y
genera el planteamiento y respuesta de preguntas complejas, y la construcción de
argumentos basados en evidencias lo que a su vez promueve el pensamiento científico.
Tabla 1. Evaluación de actividades de aprendizaje sobre Ecología de la invasión
ejecutadas en el curso integrando los criterios de la educación en ciencias basada en la
indagación.
Subcompetencia 1: El estudiante reconoce el
proceso de invasión e identifica a las especies
invasoras en diversos hábitats mostrando el manejo
de conceptos de invasión y la descripción diagnóstica
de las plantas invasoras.
___________________________________________
Criterios Integrados
Título de la Actividad:
“Cuándo una rosa no es una
rosa?”
Título de la Actividad:
“Conociendo de cerca a las
plantas invasoras”
Entendimiento Fundamental con profundidad
Desarrollo de seguridad científica
Llegar a convertirse en aprendices independientes
Construir sobre conocimiento previo
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Aplicar conocimiento en contextos no familiares
Analizar y solucionar problemas
Pensar de forma crítica y lateralmente
Desarrollar habilidades de procedimiento
científico
Desarrollar el deseo de aprender
Darse cuenta de “cómo funciona la ciencia?”
Investigar intereses profesionales
Probar hipótesis
Práctica reflexiva
Desarrollar habilidades sociales
Desarrollar habilidades de comunicación
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Conclusión
La enseñanza-aprendizaje basado en la indagación en el curso ocurre en un
ambiente de aprendizaje único creado con la integración de la investigación, las
actividades dentro y fuera del aula de clases y la participación interactiva del docente,
expertos, y de los estudiantes atendidos.
El aprendizaje logrado se construye sobre la base de un conocimiento con
profundo entendimiento, con el uso de recursos educativos proporcionados, y el
monitoreo y facilitación docente. Esta experiencia de aprendizaje no se trata solo de una
serie de datos científicos que memorizar, sino de un auténtico trabajo colaborativo con el
docente y entre los estudiantes, manipulando organismos vivos (principalmente plantas
herbáceas), observando sus características, fenómenos naturales y procesos biológicos,
formulando y respondiendo preguntas, enlazando evidencia a las explicaciones de estos
procesos, y encontrando soluciones viables para dar a explicación a las observaciones y
abordar diversas preguntas y problemas reales. A través de la ejecución de actividades
simples o complejas, los estudiantes se conducen a la labor científica de la investigación, y
experimentan la emoción de resolver ellos mismos una pregunta de investigación o un
problema, generalmente como parte de un equipo de colaboración científica.
Se lleva a cabo “investigación de acción” para resolver problemas inmediatos
reales, y esto se logra en la práctica, y se traduce como una búsqueda de conocimiento
para mejorar. Esto se realiza tanto dentro como fuera del aula de clases, y es un proceso
reflexivo que permite la indagación y la discusión como componentes de la propia
investigación. Es una actividad colaborativa entre colegas y entre los estudiantes que
buscan soluciones a problemas reales de cada día, y al mismo tiempo se buscan formas
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para mejorar la instrucción docente e incrementar el desempeño académico del
estudiante. El proceso de la investigación de acción asiste al docente en examinar sus
necesidades, en la documentación de las etapas de la indagación, el análisis de datos, y en
tomar decisiones informadas que pueden conducir a los resultados esperados.
Es práctica pero también sistemática y requiere de quién la practica la justificación
de hechos con evidencia y su presentación pública.
Los principales pasos de indagación que son seguidos dentro de la investigación de
acción aplicada en la docencia del curso son los siguientes:
1. la identificación del área problema/pregunta de investigación (cuestionamiento
reflexivo y planteamiento de preguntas como: ¿qué, quién, cuál, donde, por
qué, cómo?)
2. la observación en la investigación
3. la colecta y organización de evidencia/datos
4. la ejecución/acción basada en datos y evidencia
5. el análisis y la interpretación de datos
6. la defensa/argumentación de evidencia
7. la reflexión y evaluación del aprendizaje
El ambiente de aprendizaje bajo indagación en este curso promueve un abordaje
del aprendizaje interactivo, centrado en el estudiante y guiado por el facilitador. Este
aprendizaje se conecta con el estudiante, con sus ideas ya existentes desde el principio de
su adopción, y trata de respaldar los procesos de reconstrucción conceptual. Este integra
el aprendizaje de la ciencia a través de cada uno de las siguientes propiedades:
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Las estructuras conceptuales y procesos cognitivos utilizados en el razonamiento
científico.
El marco epistémico utilizado cuando se desarrolla y evalúa el conocimiento
científico.
Los procesos sociales y contextos que moldean cómo es comunicado,
representado, argumentado y debatido el conocimiento científico.
No hay panaceas en la educación en ciencias, y aunque bien planeada y presentada la
ciencia basada en la indagación aún tiene mucho que ofrecer, es solo parte de una
efectiva enseñanza y aprendizaje de la ciencia. Lo que verdaderamente importa en la
enseñanza de la ciencia en general, y en particular en la enseñanza basada en la
indagación, es que los profesores de ciencia reflexionen de forma cuidadosa acerca de sus
metas y sobre si el abordaje que están utilizando para enseñar ciencia promueve el reto
suficiente y proporciona las suficientes oportunidades para que los estudiantes colaboren
en actividades significativas que conduzcan a un mayor conocimiento y entendimiento de
la ciencia.
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